И такое же будет обратное напряжение на фотодиоде, а он не больше нескольких вольт "любит", а потом "харакири"...

можно параллельно обратный диод поставить какой-нибудь

У любого резистора есть ограничение рабочего напряжения и оно указано в его паспорте. У стандартных SMD это 50...100 В. Есть специальные высоковольтные SMD, которые дороже стандартных в десятки раз, поэтому рабоче-крестьянский подход — древние объёмные (выводные) угольные на 1...2 Вт.

Любые светодиоды от обратного напряжения быстренько подыхают, а в данном случае вообще практически моментально, так что шунтирующие диоды жизненно необходимы.

И электросеть кишит импульсными помехами, которые без проблем проходят насквозь через ёмкости и резисторов, и оптронов, поэтому либо специальные оптроны с экраном, либо ещё по шунтирующему ограничителю на каждый, а иначе МК будет в сплошном зависе.

"можно" или "нужно"???
"можно" и оптроны с составным транзистором брать, чтобы меньше потери быыли... Много еще чего "можно"...

конечно нужно

Для PC817 линейный режим CTR наблюдается при прямом токе 10...25мА. Всё, что ниже - CTR падает, надо аппаратно или программно коррекцию делать.
Для PS2561 линейный режим пониже, но и поуже - 5...7мА.

Так-то можно и 2-3мА ток задать, на мощностях резисторов сэкономить.

Aleksandr_des, используйте оптрон H11L1. У него входной ток срабатывания- 1мА. Тогда входные резисторы можно применить 200к, МЛТ-0.25.
Защитный диод встречно-параллельно на входе - обязателен, даже если входной ток постоянный, чтоб вход не был мгновенно убит в случае переполюсовки.

Или же можно поставить высоковольтный диод последовательно в цепь входа, чтобы блокировать отрицательную полуволну. Тогда при переменном токе рассеиваемая мощность на гасящем резисторе понизится в два раза.

МЛТ-0.25 выдерживает 220 по факту надежно, если тепловая мощность не превышена.
Про устойчивость планарных не знаю, в таком аспекте их не проверял. Но не вижу проблемы включить несколько последовательно.

Оптрон H11L1 на выходе имеет формирователь и прямо согласуется с МК, дополнительные резисторы не нужны.

Извиняюсь за дезинформацию! H11L1 имеет открытый коллектор на выходе, поэтому дополнительные резисторы нужны. 270 Ом.

еще раз сорь, что перепутал

Нельзя ли тут вместо гасящих резисторов применить гасящие конденсаторы? http://grimmi.ru/kondensator-vmesto-resistora.html

Если входной сигнал постоянного напряжения - то нельзя.

Если переменного - то можно, но нежелательно. Во-первых, конденсатор дает всплеск тока при включении, что для светодиода все же перегрузка; во-вторых фаза тока через конденсатор смещена, и оптрон будет срабатывать не тогда, когда достигнут максимум напряжения, а это иногда важно.

Да и вообще лучше, когда вход имеет чисто активный характер, что позволяет не ожидать каких-нибудь сюрпризов с согласованием с источником сигнала (мало ли какой он может быть).

Можно, но не вместо, а в дополнение. Именно так когда-то делал "привязку к сети" для отптосимисторного управления мощным нагревателем. Тогда ещё элементная база была не очень...
Без конденсатора резистор в цепи светодиода оптрона оказывался слишком мощным. С конденсатором, на удивление, даже коррекции фазового сдвига не потребовалось.
Но выигрыша в габаритах не было, только в нагреве.

резисторы имеют ограничение не только по мощности, но и по рабочему напряжению.
1-ваттный объемный резистор или минимум два СМД 1206 последовательно из соображений рабочего напряжения.
Разумеется, мощности нужно просчитать отдельно. Это что-то около 300кОм в сумме, не менее.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Покритикуйте пожалуйста схему защиты дискретного входа.
При помощи данной схемы хотелось бы защитить дискретный вход от попадания на него напряжения 24-35В, при этом речь идет не о случайном попадании такого напряжения на вход, а о преднамеренном.
Использоваться данная защита будет в приборе который устанавливается в автомобиле, поэтому защита от 220В не рассматривается, т.к. такого напряжения там просто нет (кроме случаев использования инверторов 24-220В).
Резистор R1 подтяжка входа, номинал выбран согласно рекомендациям производителя датчиков которые подключаются к данному входу. В качестве датчиков используется или геркон или датчик с выходом открытый коллектор (коммутация входа осуществляется на минус питания).
Смущает в данной схеме работоспособность участка F1-R2-VD3. Не получится ли так что при напряжении на входе Input 1 на уровне 24-35В цепь F1, VD3 не сработает (не разорвется самовосстанавливающийся предохранитель F1) и на выходе данной цепи напряжение будет на уровне 6,8В ?
Будет ли правильно работать цепь R13 -VD12 для удержания напряжения на уровне 3В (что бы обеспечить "слив" лишнего напряжения через VD5 на стабилитрон VD12)?

Во-первых, лишних деталей перебор, а кроме того, прямое нарушение требований к типовому минимальному току подтяжки типовых выходов ОК, герконов и т.п.

Со входа последовательно резистор 1 кОм, далее ограничитель SMAJ10A на общий провод, к нему катодом стандартный диод (BAS16, 1N4148 и т.п.), анод диода через 1 кОм — к цифровому плюсу ("+3 В" и т.п.), с этого 1 кОм через последовательно 10 кОм — на базу PNP (BC857 и т.п.), коллектор которого через 10 кОм — на общий провод. На этом всё — т.е. сигнал с коллектора подключается напрямую к микроконтроллеру.

Схема похоже на бездумное дёрганье из интернета. Если опустить некоторые моменты с возможным убийством прибора, чтобы защитить буфер, т.е. исправим их, то хочеться обозначить следующее: если всё это делать компонентами 0603, то всё это будет бездумно в квадрате.

По теме(уже неоднократно обсосанной): защитить вход КМОП ИМС от напряжения 24-35 В можно двумя путями:
1. подешевле - резистор(один, простой резистор) сопротивлением 24-36 кОм или близкий: в зависимости от возможностей самой ИМС.
2. подороже - добавить после резистора саппрессор.

Всё.

Типовая схема защиты входа строится на оптроне.

Отрицать не буду, схема сделана на основе обсуждений как на данном форуме, так и на других.
Т.е. при помощи резистора ограничить ток на уровне 1мА, а защитный диод на входе внутри самой ИМС "лишнее" сбросит на питание 3В (в моем случае) ?

да. точное значение тока обычно в документации на ИМС указывается. так и называется - максимальный ток через защитные диоды. и, надо не забывать, что этот "1 мА" кто-то должен расходовать. Т.е. если у вас на этой линии питания(3В) нет столько потребителей, то лучше выбрать вариант 2(с сапрессором).

А чем изначально плох тот вариант что я выложил в своем первом посте ?
Я его спаял на макетке в урезанном варианте (не ставил C2, R13, VD2, катод VD5 подключил на 5В), подавал на вход 24В, на точке анод VD5 - катод VD4 напряжение 5,1В.
Ничего не сгорело, греется F1, VD3 холодный.
Или это все избыточно очень и достаточно резистора с сапрессором?



А в чем нарушение требования к типовому минимальному току подтяжки выходов ОК ? Я ориентируюсь на то что написано в прилагаемой производителем к датчку документации (а в ней на схеме указан номинал резистора 100кОм). Какой там конкретно датчик холла стоит я не знаю, т.к. он залит в корпусе датчика и из корпуса выходит 3 провода.
Схему интересную Вы привели, встречал тут на форуме похожую но без транзистора.

Беда только в том, что этот ток указан при выключенном питании. А при включенном питании как правило указано, что напряжение на входах не должно выходить за пределы -0.3В и +Vcc+0.3V. Какие при этом токи могут течь через защитные диоды, наверное, вы догадываетесь.

Дотошные люди (не я), бывалыча, посылали в тексуппорт компаний прямой вопрос: какой ток через защитные диоды допустим во включенном состоянии? Ответы (если были ответы), помнится, разнились в зависимости от компании и находились в диапазоне от 0.1 до 0.5 мА.

Поэтому советы, которые вы даете, они из категории вредных советов.

Правильный ответ такой: на встроенные защитные диоды во включенном состоянии микросхемы полагаться нельзя, если это не оговорено черным по белому в документации. Для некоторых чипов оговорно. Например, для старинных микроконтроллеров ST6 допускалось, как я помню, подключение пина прямо к сетевому напряжению через резистор 1 МОм или более.

А в общем случае напряжение на входе должно быть таким, чтобы через встроенные защитные диоды протекал совершенно мизерный ток. Делается это при помощи внешних защитных диодов, включенных между землей и питанием, через них много тока можно пропустить, им ни черта не будет. А между этими внешними диодами и входом ставится еще один резистор, порядка 1...10к или более, при помощи которого как раз и гарантируется, что через внутренние защитные диоды почти ничего не течет.

И вообще непонятная страсть какая-то, ставить последовательно с КМОП входом относительно низкоомные резисторы. Ведь можно и 100к поставить, и 1 МОм, никакого от этого вреда нет, только окружающее пространство меньше будет нагреваться при перегрузках. Нет, в честь чего-то обязательно надо 24-36 кОм ставить.


В том, что на длинный провод, соединяющий датчик со входом, наводятся помехи. Чем длинней провод- тем больше. Чем ближе он лежит к сетевым проводам - тем больше.

И главная защита от наводок - это сравнительно низкоомный резистор подтяжки. Через него наведенные помехи "уходят в землю". Чтобы вызвать ложное срабатывание, помехи должны "пересилить" резистор подтяжки. Чем более низкоомный резистор, тем трудней его "пересилить", тем меньше ложных срабатываний в условиях сильных помех.

А на столе в лаборатории можно почти чего угодно в подтяжку ставить, все будет работать.

Из описания 74hc14

Никаких оснований полагать, что ток входных диодов указана для выключенного питания. Наоборот, явно указано что для случая VI > VCC + 0.5 V.

без проблем. затуманился ум и выдал сопротивление под максимальный ток. вы правы - резисторы лучше с большим сопротивлением поставить.


я так не думаю.
для чего те диоды? для защиты. зачем нужна защита, которую нельзя использовать? правильно - такая защита не нужна. следовательно утверждение "использовать защитные диоды нельзя" ложно.


допустим. а почему это так? тут всё просто - документация на эту одну микросхему, а не на всё устройство, которое будет собрано. и ток могут указывать с учётом того сколько энергии способен поглотить кристалл с учётом выросшего напряжения питания, вызванного притоком дополнительного тока через защитные диоды. потому я и указал, что этот ток кто-то должен "скушать".


схема с ошибками и очень избыточна. вам же не надо гасить высокие напряжения и поглощать уйму энергии. вот для себя ответьте: на кой там предохранитель на 100 мА, который наверняка самовосстанавливающийся с током срабатывания 0.2-0.3 А? Зачем вы хотите рассеивать столько энергии?
ФНЧ. В нём есть смысл если вы измеряете частоты и хотите сузить диапазон частот входного сигнала, чтобы не нагружать процессор. Состояние входа с подавлением дребезга можно определять программно по таймеру либо используя аппаратные таймеры с поддержкой функции подавления дребезга. Так, помимо элементов на плате, вы сэкономите ещё и на потребляемой энергии(если используйте "сон").
Защитные диоды и ещё один саппрессор. А вы знаете что первый саппрессор через себя пропустит входное отрицательное напряжение?
Ой сколько уже текста... Всё, последний аспект - буфер-презерватив. При вашем способе использования буфера вы можете защитить три входа. Идём в ближайший магазин:
1. 74HC14D - 0.13 уе
2. 2N7002 * 3 - 0.03 уе * 3 => 0.09 уе. А ещё не жрёт энергию и более удобно при разводке.

Чуть не забыл важную деталь. +5 - VD1 - R1 - F1 - R2 - R3 - VD5 - VD12. Ток приблизительно 10-20 мкА. Немного? Но абсолютно бесполезно.

Вы ошибаетесь. В выключенном состоянии - это ток, который способен выдержать защитный диод. Во включенном состоянии - этот ток, который может вызвать срабатывание паразитной тиристорной структуры, составной частью которой являются эти защитные диоды. Обычно этот ток на порядок или два меньше того, который способен выдержать сам диод.

После срабатывания паразитный тиристор закорачивает шины земли и питания микросхемы. Если источник питания маломощный, то питание резко проседает, устройство перестает работать. Если источник питания мощный, он выжигает всю микросхему.

Внешние диоды способны выдерживать намного большие токи (типично порядка 1 А, а не 20 мА). Кроме этого, они не являются частью паразитного тиристора.

Защита защите рознь Если эти диоды предназначены для защиты микросхемы от статики, не нужно злоупотреблять их наличием и экономить на внешних. Внешние стоят сущие копейки, зато несравнимо надёжнее.

Обычно для защиты входа МК от переполюсовки и перенапряжения используется классическая схема с двумя диодами:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Что смущает в этой схеме - при превышении напряжения ток будет идти в иточник напряжения 3.3В. Непонятно, как отнесется источник к тому что в него будут вливать ток, а не только брать с него.

Да и зачем эти два диода если достаточно одного стабилитрона, как на этой схеме:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Подскажите пожалуйста, почему применяют именно два диода? Чем хуже схема со стабилитроном? Ведь со стабилитроном проще, ток от перенапряжения не идет в источник, а замыкается самим стабилитроном, а от переполюсовки стабилитрон работает как диод.

Емкость стабилитрона порядка 450pF, что ограничивает его применение для быстрых сигналов. Емкость диода меньше.

При защите стабилитроном.
Напряжение стабилизации при малом токе (через 10 кОм) будет ниже, чем номинальное для стабилитрона (в данном случае менее 3,3 В). Это может искажать входной сигнал, особенно если это вход АЦП. Для цифровых входов это может быть приемлемо.

При защите диодами.
Напряжение ограничения будет не менее напряжения питания, даже с учетом начальной проводимости диода на участке прямой ветви характеристики. Искажений входного аналогового сигнала не происходит (до величины напряжения питания).
По количеству примененных элементов-так есть сборки с двумя диодами, как на первой схеме. В обоих случаях по одному корпусу. Выбор за вами.

Нормально отнесется, главное чтобы втекаемый ток не превысил ток потребления схемы, а у вас он ограничен резистором.

Отнесется плохо: в большинстве случаев он просто закроется и стравливать ток будет некуда, кроме как в цепи питания самой схемы.
Если схема микромощная, то перенапряжение вполне возможно.
Когда я опасаюсь, что по входам реально возможны нешуточные перенапряжения, в дополнение к двум защитным диодам я ставлю стабилитрон между шинами питания - на напряжение несколько больше питающего. В норме он закрыт.
Но если появляется значительное перенапряжение по входу - черз этот стабилитрон как раз и стравливается ток защиты.

А зачем стабилитрон между шинами питания ? Логичнее тогда "шину стравливания".

Если место на плате позволяет - почему бы нет
Только кроме стабилитрона надо еще подать на такую шину плюс, чтобы диоды были в норме заперты.

Зависит, разумеется, от источника и от величины тока. Ставя защитные цепи, нужно всегда понимать ограничения.

Излишек напряжения упадёт на резисторе перед диодами. Его необходимо правильно расчитать.
Диодные сборки дают очень малые утечки, для аналоговых входов это существенно.

Кстати. Диоды шоттки дают вполне заметные утечки на напряжениях порядка пары вольт. К примеру при 50*С этот BAT54 дает порядка 1мкА утечки, что на 10к уже даст 10мВ падения, для аналогового входа вполне уже приличная величина. Так что не всё так хорошо, как и со стабилитронами.

Я имел в виду BAV199

Тогда не понятно, что раньше откроется -он или встроенный на входе МК диод

...внутриприборными/собственными сигналами используется лишь резистор, ограничивающий ток через встроенные в микросхему диоды защиты на уровне десятой доли их предельного паспортного значения. В любых других случаях перед данным резистором ставится ограничитель.

Поэтому, если под XS1 и XS2 подразумевается нечто, торчащее наружу, обе схемы выгорят от первого же чиха.

Там мы с вами про аналоговые входы начали говорить) МК я бы вообще особо не заморачивался защищать. Пара тройка натурных испытаний - и пойдёт)))

покритикуйте схемотехнику входа 24/220В
как повысить порог по току и какое лучше выбрать сопротивление R3?



Супрессор VD1 - 12 Вольт
Перемычка J1 переключает рабочее напряжение входа

220В:
Общее R 47,1 кОм, мощность 1,027 Вт
На R7 напряжение 23,8 В (0,108 от входного)
порог по напряжению 12/0,108=111 В

24В:
Общее R 7,1 кОм, мощность 0,081 Вт
На R7 напряжение 17,23 В (0,718 от входного)
порог по напряжению 12/0,718=16,7 В

Доброго времени суток!

Хочется подключить много кнопок на длинных проводах (150-200м) к AVR контроллеру (atmega168). В частности 8 кнопок, 8 нормально-разомкнутых герконов и 8 светодиодов. это все в группах по кнопке, геркону и светодиоду. подключается витой парой (все внутри здания). в качестве расширителей портов ввода регистры 74hc165 (2штуки для кнопок с герконами). вывода 74hc595 (1шт для светодиодов). Вопрос состоит в схеме подключения подключении кнопок, герконов и светодиодов к регистрам. Как сделать надежное определение замыкания герконов и кнопок, с защитой от всяких наводкок и прочих нехороших штук?

Сам придумал следующие вещи:
1. использовать сильную подтяжку к + питания, и триггером шмитта отлавливать просадку напряжения.
2. кнопку шунтировать резистором, и через линию пропускать ток (сколько будет лучше?). при замыкании кнопки ток в линии увеличивается и дополнительным компаратором отлавливать напряжение на резисторе в цепи линии.
3. также через линию пропускать ток, и ОУ измерять ток, и компаратором отлавливать его повышение.

Это все выглядит как-то навороченно и не красиво, но у меня нет опыта, и мои познания в электронике больше теоритические. Буду рад отсылкам в книги, которые бы помогли лучше разобраться в данном вопросе. Вообще реально решить посталенную задачу в простой элементной базе?

А может, сделать как в интерфейсе "токовая петля" ? При замыкании удаленной кнопки ток протекает через светодиодж оптрона, расположенного рядом с микроконтроллером. Дальше, вроде бы, ясно. Схему можно посмотрет вот здесь, на стр.4 (две нижние схемы):
http://www.kron.com.ua/conv/docs/T232-CL20%20S%20V4.pdf

действительно, видел такие схемы в интернете. когда-то давно слышал историю что в ethernet свитчах используют оптопары вместо развязывающих трансформаторах, и при грозе их оптопары пробивает. это имеет место быть? надо ли как-то защищать светодиод оптопары от "грозы"?

и вообще что делают для защиты схемы от таких проблем? правильная разводка платы, стабилитрон в цепи питания, конденсаторы...

Редчайшие случаи. См. схему, что я дал. За 10 лет эксплуатации этого оборудования (на которое я дал ссылку) я помню только единичные случаи неисправностей, вызванные грозой ...

Параллельно входным контактам с кнопок — ограничитель, порядка SMBJ10A и т.п., а с него два резистора, 10 кОм и 100 кОм — подтяжка к плюсу и на логический вход.

Параллельно выходным контактам со светодиода, сидящего катодом на общем проводе — ограничитель, порядка SMBJ10A и т.п., к нему катод диода навроде 1N4148, BAT54 и т.п., и его анод, через токозадающий резистор,— на выход регистра.

Не успел прочитать вопрос насчёт разводки, поэтому добавка — все ограничители должны опираться (т.е. анодами) на массивную площадку общего провода, индивидуально соединённую только с его нулём, т.е. с центром "звезды", и ни с чем другим из остальной схемы.

Вообще говоря, неплохо бы представлять, а где, в какой шумовой обстановке это всё будет работать?
Я понимаю, что это очень приблизительно будет выглядеть, нюансов бывает слишком много, но хоть как-то. Просто представлять, это в комнате в квартире будет стоять или на электропоездах кататься?

А так... приходится защищаться по разумному максимуму...

Были случаи, когда при наносекундных помехах SMBJ и SMAJ не успевали, медленные они слишком. Сигнальные цепи теперь предпочитаю защищать чем-то с меньшей емкостью: PESD1CAN, PESD2CAN, NUP2105, PESDxL4UF, PESDxS2UT, MMBZ, строя схему после них таким образом, чтобы она выдерживала рабочие напряжения этих супрессоров.
Но от грозы, "пробивающей оптроны" всё равно нужно что-то серьезней.

Этот провод проходит между зданиями? Выходит на крышу? Экранирование планируется?

В качестве проводов используестся уже существующая неэкранированная витая пара (UTP5), которую делали для комповой сети. за пределы здания кабель не выходит, уложен в лотках, рядом с комповыми кабелями (LAN), возможно рядом лоток с кабелями 220/380 для бытовых нужд. здание офисное.

Нарисовал пару схем по советам из темы:




вторая схема сильно проще первой, но первая, на мой взгляд надежнее (не могу аргументировать).

еще вопросы появились: если устройство ловит помеху, то энергия помехи рассеивается на защитных елементах и уходит в блок питания, а если в качестве БП какой-либо китайский адаптер, ему не поплохеет? как выбрать БП? или это уже из области фантастики, и в этом случае простые схемы защиты не помогут? на какое напряжение БП? 5 или 12.

кнопки у вас звездой, по всему зданию, или все в одном месте ?
если в одном - ставить второй avr и передавать состояние последовательно, по одной паре, например по rs422
типовую защиту читать там же

Вообще-то при таких расстояниях в данной задаче есть смысл перейти к передаче данных, а не сигналов.
1. Поставить простой МК и общаться уже с ним. Простейший RS-485 плюс питание, 4 провода для любого количества сигналов.
2.Расширитель I2C, плюс шинный формирователь I2C для длинной линии, все штатно выпускается в виде готовых микросхем и не требует наличия своего МК в этом удаленном пульте-индикаторе.

Гальваническая развязка Вам не нужна, у вас ничего к этому удаленному пульту не подключается кроме этого единственного кабеля связи.

звездой по всему зданию.



удаленных точек будет до 8, это надо вопрос с питанием решать, трансиверов много, ... может быть и красиво, но перебор на мой взгляд.

Может и перебор, тут Вам решать, но точно не надо контролировать кабель на обрыв и КЗ?
В существующем UTP нет лишней пары для питания?
Согласен, что проще всего использовать 4-х проводную линию и поставить, на мой вкус: МК+TJA1050+NUP2105L+CPFC74+CPFC74(по питанию)+7805(по питанию).
Получаем контроль ЛС, защиту от одновременной занятости линии, защиту от дребезга от контактов по ЛС, высокую помехозащищенность.
Жаль, что звездой... Это не очень согласуется с физическим уровнем CAN... Хотя, всё будет решаться скоростями...

там, где одна кнопка - поставить передатчики и приемники от типовых протоколов - задача сводится к предыдущей
если есть места, где кнопок больше одной, то поставить там мк
хотя ерунда это всё - по-любому нужно ставить в каждый узел мк
сеть, напоминающую по форме звезду, таки можно физически соединить как шину
да и как звезда, с одним терминальным резистором, сеть тоже может работать, пусть похуже и помедленнее